JPH0411559A - ステアリングホイール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はステアリングホイールに係り、詳しくはトラッ
ク等のパワーステアリングの制御等に利用することがで
きる操舵力センサを有するステアリングホイールに関す
るものである。

［従来の技術］ 従来、車両のパワーステアリング装置においては、操舵
力センサや操舵量センサをステアリングシャフトに取付
けて操舵力や操舵量を検出し、この操舵力や操舵量に基
づいて操舵の際の切遅れ補正を図ったものがある。とこ
ろが、前記操舵力センサや操舵量センサは、ステアリン
グシャフトの歪みや変位を検出するので、ステアリング
ホイール自体の慣性に影響され、正確な操舵力や操舵量
を速やかに検出することが困難であるという問題があっ
た。

そこで、ステアリングホイール自体に操舵力センサを配
置することが提案されている（特開昭６２−１０５７７
０号公報参照）。このステアリングホイールでは、ステ
アリングシャフトに取付けられるボスから一対のスポー
クが放射状に突出し、両スポーク外端に円環状内部リン
グが連結されている。また、ストレーンゲージを貼着し
たベンディングビームがボス側に固定されている。そし
て、前記一対のスポーク及び両スポーク間の内部リング
部分が中空状ホルダによって覆われている。ホルダは前
記ベンディングビーム外端に固定されるとともに、ボー
ルベアリングを介して内部リングに支持されており、内
部リングに対し周方向への相対移動可能となっている。

さらに、内部リングの外周にはこれと離間した状態で外
部リングが配設され、同外部リングが前記ホルダに連結
されている。

従って、前記ステアリングホイールを操舵することによ
り、外部リングが内部リングに対して周方向へ相対移動
されると、ホルダも外部リングと一体となって同方向へ
相対移動される。すると、外端部においてホルダに固定
されたベンディングビームが弾性的に曲げられて歪む。

この曲げ歪みはストレーンゲージによって検出され、操
舵力及びその方向が感知される。そのため、このタイプ
のステアリングホイールによれば、ステアリングシャフ
ト自体に各種センサを配置させる場合より、正確に操舵
力を感知することができる。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前記従来技術においては、中空状ホルダが内
部リングに対し周方向へ相対移動し得るように、同ホル
ダをボールベアリングを介して内部リングに支持してい
る。このため、各部品の寸法精度のばらつきや組付は誤
差等に基づき、内部リングとホルダとの間にガタが生じ
、その結果、ステアリングホイールの操作フィーリング
が損なわれるという問題があった。

本発明は前述した事情に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、構成部品の寸法精度のばらつきや組付は誤差
等に基づき、内部リングとホルダとの間にガタがあって
も、そのガタを吸収して操作フィーリングの向上を図る
ことが可能なステアリングホイールを提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ そこで、前記目的を達成するために本発明は、ステアリ
ングシャフトに取付けられるボスから放射状に突出する
スポークと、同スポークの外端に連結された円環状内部
リングと、前記スポークに取付けられ、同スポークに沿
って外方へ延びる長尺状可撓部材と、前記スポークの外
端部から周方向へ離間した状態で可撓部材外端に連結さ
れたホルダと、前記ホルダに連結され、内部リングに対
し周方向へ相対移動し得るように同内部リングを覆う外
部リングと、前記可撓部材及びスポーク間に設けられ、
外部リングが回動操作されたときの可撓部材の撓み量に
基づき、同外部リングに加えられる操舵力を検出する操
舵力検出手段とを備え、前記スポークにはホルダに当接
して転勤するローラを同スポークの長手方向への移動可
能に設けるとともに、前記スポーク及びローラ間には、
同ローラを付勢してホルダを外方へ押圧するばね部材を
介在させたステアリングホイールをその要旨とするもの
である。

［作用］ 外部リングに操舵力が加えられて回動操作されると、そ
の操舵力はホルダを介し可撓部材に伝達される。ホルダ
はスポークに対し周方向へ離間しているので、前記操舵
力により、外部リングが内部リングに対し周方向へ相対
移動するとともに、可撓部材が撓みながら同操舵力をス
ポークに伝達する。さらに、外部リングが相対移動され
て、ホルダがスポークに当接した後は、操舵力がホルダ
及び可撓部材を介してスポークに伝達され、その結果、
内部リングが外部リングと一体的に回動されてステアリ
ングシャフトが所定方向へ回動される。すると、可撓部
材及びスポーク間に設けられた操舵力検出手段が同可撓
部材の撓み量に基づき、外部リングに加えられる操舵力
を検出する。

ところで、前記スポークには、ホルダに当接して転勤す
るローラが同スポークの長手方向への移動可能に設けら
れるともに、前記スポーク及びローラ間にばね部材が介
在されている。そのため、ばね部材の付勢力がローラに
伝達され、ホルダが常に外方へ押圧される。従って、た
とえ各構成部品の寸法精度のばらつきや組付は誤差等に
基づき内部リングとホルダとの間にガタが生じていても
、そのガタはばね部材の付勢力によって吸収される。

そのため、外部リングは内部リングに対して内外方向へ
ガタ付（ことがない。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を図面に従って説明
する。

第１図は本実施例のステアリングホイールの要部底面図
、第２図は同じく概略平面図である。ステアリングホイ
ール１はその中心部のボス２においてステアリングシャ
フト３に取付けられている。

ボス２からは複数本（本実施例では２本）のスポーク４
が互いに異なる方向へ放射状に突出し、両スポーク４の
外端に金属製内部リング５が溶接固定されている。

第３，４図に示すように、各スポーク４下面の中央部分
には、支持板６及びプリント基板７を介し、可撓部材と
してのベンディングビーム８が取付けられている。ベン
ディングビーム８は各スポーク４に沿って外方へ延びる
ように、アルミニウム合金により略四角棒状に形成され
、周方向への力が加えられると撓むようになっている。

ベンディングビーム８の外端部上面には操舵力検出手段
の一部を構成する磁石９が接着固着されている。

前記支持板６は絶縁性を有するＡＢＳ樹脂等によって形
成されている。また、プリント基板７には、前記磁石９
とともに操舵力検出手段を構成する一対のコイルＩＯが
、同磁石９に近接した状態で組付けられている。さらに
、プリント基板７には、前記磁石９の相対移動に基づく
コイルｌＯの磁束変化を検出し電圧変化に変換するため
の検出回路（図示しない）が組み込まれている。そして
、前記支持板６及びプリント基板７の各外端部がねじ１
２によってスポーク４に締付は固定され、また、支持板
６及びベンディングビーム８の各内端部が一対のボルト
１３によりスポーク４に締付は固定されている。

なお、前記支持板６、プリント基板７及びベンディング
ビーム８はアルミニウム製のカバー１４によって覆われ
ている。

第５，６図に示すように各スポーク４の外端部には、こ
れを囲むように上部ホルダ１５及び下部ホルダ１６が配
設されている。上下両ホルダ１５゜１６はＡＢＳ、ＰＰ
等の硬質の合成樹脂によってほぼ同一形状に形成されて
いる。上部ホルダ１５はスポーク４の両側部に沿って互
いに平行状態で延びる一対の取付片１７と、両数付片１
７を繋ぐ連結片１８と、各取付片１７の内側面に形成さ
れた一対の挟持片１９とから構成されている。各取付片
１７からは折曲部１７ａが下方へ向けて突出し、その内
側面とスポーク４側面との間には約１ｍｍの隙間Ｓが生
じている。なお、下部ホルダ１６は上部ホルダ１５と基
本的に同一構成であるが、各取付片１７の折曲部１７ａ
が省略されている点のみが異なっている。

前記上下両ホルダ１５．１６は、同上部ホルダ１５の折
曲部１７ａが下部ホルダ１６の取付片１７に当接された
状態でねじ２０により相互に連結されている。そして、
下部ホルダ】６の両挟持片１９間に前記ベンディングビ
ーム８の外端部が係合されることにより、上下両ホルダ
１５．１６及びベンディングビーム８が相互に連結され
ている。そのため、上下両ホルダ１５．１６はスポーク
４に対し周方向へ相対移動することが可能であり、この
ように相対移動すると、下部ホルダ１６に連結されたベ
ンディングビーム８がその内端部を中心として撓むこと
になる。

このときのベンディングビーム８の撓み量は、後記する
外部リング３１に作用する操舵力に比例するようになっ
ている。本実施例では外部リング３１に５ｋｇの操舵力
が加わったときにベンディングビーム８外端部の撓み量
が１ｍｍとなるようになっている。そして、ベンディン
グビーム８が１　ｍｍ撓んだとき、前記上部ホルダ１５
の折曲部１７ａの内側面がスポーク４の側面に当接する
。さらに、５ｋｇよりも大きな操舵力を加えるとその操
舵力はベンディングビーム８及び上部ホルダ１５の折曲
部１７ａからスポーク４に伝達され、さらにボス２を経
てステアリングシャフト３に伝達される。

第１図に示すように、上下両ホルダ１５．１６（第１図
では下部ホルダ１６のみ図示）の各連結片１８には一対
の支軸２１が挿通支持されており、それらの外端にロー
ラ２２が回転可能に支持されている。各ローラ２２は、
スポーク４の上面又は下面に常に当接しており、上下両
ホルダ１５．１６がスポーク４に対し周方向へ相対移動
すると、同ローラ２２がスポーク４上を転動する。その
ため、この両ローラ２２の転動により上下両ホルダ１５
゜１６の相対移動が円滑に行われる。

ところで、第３，６図に示すように、各スポーク４外端
部にはその長さ方向へ延びる長孔２３があけられ、同長
孔２３には可動軸２４が移動可能に遊嵌されている。そ
して、可動軸２４のほぼ中央部に形成されたフランジ２
４ａと、同フランジ２４ａの下方に止着されたＣ形止め
輪２５とによって、同可動軸２４がスポーク４に対し上
下方向への移動不能に係止されている。可動軸２４のフ
ランジ２４ａ上にはローラとしてのベアリング２６が回
転可能に取付けられ、同ベアリング２６の外周面が各連
結片１８内面に当接している。なお、可動軸２４の上下
両端部にはそれぞれ環状溝２４ｂが形成されている。

また、スポーク４外端部において、前記長孔２３の内方
近傍位置には透孔２７があけられ、同透孔２７にこれと
ほぼ同一径の固定軸２８が嵌入されている。そして、固
定軸２８のほぼ中央部に形成されたフランジ２８ａと、
その下方に止着されたＣ形止め輪２９とによって固定軸
２８かスポーク４に対し上下方向への移動不能に係止さ
れている。

なお、固定軸２８の上下両端部にはそれぞれ環状溝２８
ｂが形成されている。

第１，６図に示すように、前記可動軸２４及び固定軸２
８間には上下一対のばね部材としての圧縮ばね３０が介
在されている。各圧縮ばね３０は略Ｕ字状をなし、その
両端部はそれぞれ対向する端部側へ円弧状に湾曲形成さ
れ、同湾曲部３０ａが可動軸２４の環状溝２４ｂと固定
軸２８の環状溝２８ｂとにそれぞれ係合している。そし
て、圧縮ばね３０の弾性力によって可動軸２４が連結片
１８側へ付勢され、同可動軸２４上のベアリング２６が
連結片１８内面に押圧されている。

第３，５図に示すように、前記内部リング５、スポーク
４外端部、上下両ホルダ１５．１６等は、アルミニウム
等の軽量金属材料からなる中空状外部リング３１によっ
て覆われている。この外部リング３１は上部材３１ａと
下部材３１ｂとから構成され、上部材３１ａがねじ３２
により上部ホルダ１５に、また下部材３１ｂがねじ３３
により下部ホルダ１６にそれぞれ固定されている。そし
て、上下両部材３１ａ、３１ｂは全体が表皮３４で被覆
されている。本実施例ではこれらの内部リング５、外部
リング３１及び表皮３４によってリング部３５が構成さ
れている。

次に、前記のように構成された本実施例の作用及び効果
を説明する。

リング部３５を把持し、左右いずれか一方へ回動させる
操舵力を同リング部３５に加えると、操舵力はまず外部
リング３１に作用する。この外部リング３■に固定され
た上部ホルダ１５の折曲部１７ａ内側面と、スポーク４
側面との間には１　ｍｍの隙間Ｓがあり、しかも、上下
両ホルダ１５．１６にはベンディングビーム８外端部が
連結されている。このため、前記操舵力が作用すると外
部リング３１が内部リング５に対し周方向へ相対移動す
るとともに、同操舵力が上下両ホルダ１５．１６を介し
てベンディングビーム８外端部に伝達される。前記のよ
うに操舵力が伝達されると、ペンディングビーム８が自
身の弾性力に抗して撓みながら同操舵力をスポーク４に
伝達する。

さらに、外部リング３１が内部リング５に対して所定量
相対移動されて、折曲部１７ａ内側面がスポーク４のい
ずれか一方の側面に当接した後は、操舵力が上下両ホル
ダ１５．１６及びベンディングビーム８を介してスポー
ク４に伝達され、その結果、内部リング５が外部リング
３１と一体的に回転されてステアリングシャフト３が所
定方向へ回動される。なお、外部リング３１に操舵力が
加わらなくなったときには、ベンディングビーム８の弾
性力で外部リング３１が内部リング５に対して元の位置
に戻る。

前記のように外部リング３１が内部リング５に対して相
対移動されると、ベンディングビーム８の外端部に固定
された磁石９はコイル１０に対して相対移動する。両磁
石９が相対移動すると、検出回路では両コイル１０の磁
束が変化してインダクタンスが増減し、このインダクタ
ンスの増減が電圧変化に変換される。そして、この電圧
変化に基づきパワーステアリングの油圧コントローラが
制御され、その結果パワーステアリング装置が始動され
て、パワーステアリングが操舵力に対応した最適の力で
作動される。すなわち、ステアリングホイール１のリン
グ部３５に操舵力が加えられて外部リング３１が回転さ
れると、その操舵力及び回動方向が検出され、パワース
テアリングでの切遅れを小さくすることができる。

ところで、本実施例では各スポーク４の外端部に、その
長手方向へ移動し得る可動軸２４を設け、同可動軸２４
上には上下両ホルダ１５．１６の各連結片１８の内面に
当接して転勤するベアリング２６を外嵌し、さらに、可
動軸２４の内方近傍位置に固定軸２８を取付けた。そし
て、可動軸２４及び固定軸２８間に圧縮ばね３０を介在
させた。

そのため、圧縮ばね３０の付勢力が可動軸２４を介して
ベアリング２６に伝達され、上下両ホルダ１５．１６が
常に外方へ押圧される。

特に本実施例では、可動軸２４及び固定軸２８の上下両
端部間に上下一対の圧縮ばね３０が介在されているので
、同可動軸２４はスポーク４に対し直交した状態に支持
される。このため、圧縮ばね３０の付勢力が可動軸２４
上のベアリング２６を介して、効率よく伝達される。ま
た、各圧縮ばね３０の両端には湾曲部３０ａが形成され
、同湾曲部３０ａが両軸２４，２８の環状溝２４ｂ、２
８ｂに係合しているので、同圧縮ばね３０が両軸２４゜
２８から外れるおそれもない。

従って、中空状ホルダをボールベアリングを介して内部
リングに支持するようにした従来技術とは異なり、たと
え各構成部品の寸法精度のばらつきや組付は誤差等に基
づき内部リング５と上下両ホルダ１５．１６との間にガ
タが生じていても、そのガタは、前記圧縮ばね３０の付
勢力によって吸収される。そして、本実施例では各スポ
ーク４毎にこれらのベアリング２６、圧縮ばね３０等が
装着されているので、これらの圧縮ばね３０の付勢力に
よって、外部リング３１が異なる方向へ押圧されること
になる。そのため、外部リング３１は内部リング５に対
して内外方向へガタ付くことかなく、ステアリングホイ
ールの操作フィーリングが向上する。

なお、本発明は前記実施例の構成に限定されるものでは
なく、例えば以下のように発明の趣旨から逸脱しない範
囲で任意に変更してもよい。

（１）下部ホルダ１６の連結片１８を押圧するベアリン
グを可動軸２４に設けてもよい。

（２）本発明をスポーク４の本数が１本又は３本以上の
ステアリングホイールに具体化することもできる。

（３）前記実施例における磁石９及びコイル１０に代え
て、ベンディングビーム８の撓み量を検出するストレー
ンゲージを用い、これをベンディングビーム８に貼着し
てもよい。また、前記コイル１０に代えて、ホール素子
、磁気抵抗素子等の磁気センサを用いることもできる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、構成部品の寸法精
度のばらつきや組付は誤差等に基づき外部リングにガタ
があっても、ばね部材がローラを付勢してホルダを外方
を押圧するので、その外部リングのガタを吸収すること
ができ、ひいては、ステアリングホイール操舵時の操作
フィーリングの向上を図ることが可能になるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を具体化した一実施例を示し、第１図はス
テアリングホイールの要部底面図、第２図は同じく概略
平面図、第３図は同じく要部断面図、第４図はスポーク
、支持板、プリント基板及びベンディングビームの分解
斜視図、第５図は第３図のＶ−ｖ線断面図、第６図はス
ポーク外端部分の分解斜視図である。 ２・・・ボス、３・・・ステアリングシャフト、４・・
・スポーク、５・・・内部リング、８・・・可撓部材と
してのベンディングビーム、９・・・操舵力検出手段の
一部を構成する磁石、１０・・・操舵力検出手段の一部
を構成するコイル、１５・・・上部ホルダ、１６・・・
下部ホルダ、２６・・・ローラとしてのベアリング、３
０・・・ばね部材としての圧縮ばね、３１・・・外部リ
ング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ステアリングシャフト（３）に取付けられるボス（
   ２）から放射状に突出するスポーク（４）と、 同スポーク（４）の外端に連結された円環状内部リング
   （５）と、 前記スポーク（４）に取付けられ、同スポーク（４）に
   沿って外方へ延びる長尺状可撓部材（８）と、 前記スポーク（４）の外端部から周方向へ離間した状態
   で可撓部材（８）外端に連結されたホルダ（１５、１６
   ）と、 前記ホルダ（１５、１６）に連結され、内部リング（５
   ）に対し周方向へ相対移動し得るように、同内部リング
   （５）を覆う外部リング（３１）と、前記可撓部材（８
   ）及びスポーク（４）間に設けられ、外部リング（３１
   ）が回動操作されたときの可撓部材（８）の撓み量に基
   づき、同外部リング（３１）に加えられる操舵力を検出
   する操舵力検出手段（９、１０）と を備え、前記スポーク（４）にはホルダ（１５、１６）
   に当接して転動するローラ（２６）を同スポーク（４）
   の長手方向への移動可能に設けるとともに、前記スポー
   ク（４）及びローラ（２６）間には、同ローラ（２６）
   を付勢してホルダ（１５、１６）を外方へ押圧するばね
   部材（３０）を介在させたことを特徴とするステアリン
   グホィール。